电化学氧化垃圾渗滤液氨氮副产物研究

中国资源综合利用ChinaResourcesComprehensiveUtilizationVol.36，No.72018年7月-31-试验研究电化学氧化垃圾渗滤液氨氮副产物研究盛贵尚（贵州大学土木工程学院，贵阳550025）摘要：以垃圾渗滤液为处理对象，研究了电流密度、电极面积/处理水量（A/V）、初始pH值等因素对电化学氧化垃圾渗滤液氨氮时硝酸盐生成量的影响。结果表明，增大电流密度和A/V值导致硝酸盐生成量的增加，而碱性pH时，硝酸盐生成量处于较低水平。硝酸盐浓度随电解时间呈零级反应。硝酸盐累积速率与电流密度和初始pH之间满足线性方程，但与A/V值之间满足二次多项式方程。关键词：垃圾渗滤液；电化学氧化；硝酸盐；掺硼金刚石（BDD）电极中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1008-9500(2018)07-0031-05ResearchonByproductduringElectrochemicalOxidationofAmmoniaNitrogeninLandfillLeachateShengGuishang(CollegeofCivilEngineering,GuizhouUniversity,Guiyang550025,China)Abstract:Theeffectsofcurrentdensity,electrodearea/treatedwatervolume(A/V)andinitialpHontheamountofnitrateproducedbyelectrochemicaloxidationoflandfillleachatewerestudiedwithlandfillleachateasthetreatmentobject.TheresultsshowthatincreasingthecurrentdensityandA/Vvalueleadstoanincreaseintheamountofnitrateproduced,whilewhenthepHisalkaline,theamountofnitrateproducedisatalowerlevel.Thenitrateconcentrationreactedwithzeroorderofelectrolysistime.ThenitrateaccumulationratesatisfiesthelinearequationbetweenthecurrentdensityandtheinitialpH,butsatisfiesthequadraticpolynomialequationwiththeA/Vvalue.Keywords:landfillleachate;electrochemicaloxidation;nitrate;BDDanode氨氮（NH4+-N）是垃圾渗滤液含有的主要污染物之一，且随填埋时间的增加而逐渐增大[1]。高浓度氨氮废水排放会造成水体富营养化[2-3]。电化学氧化技术是一种环境友好型高级氧化技术，具有反应条件温和、操作简单、无二次污染、不需要或很少投加药剂等优点，如果条件适宜时，该技术能够高效地去除有机污染物和NH4+-N，在垃圾渗滤液深度处理方面受到广泛关注[4-8]。由于氯离子（Cl-）的存在，电化学氧化过程中NH4+-N主要是通过活性氯（Cl2/HClO）参与的间接氧化作用而被去除，主要产物为氮气，但也伴随着副产物——硝酸盐（NO3--N）的形成[9]。Cabeza等的研究表明，电化学氧化过程中约有50%NH4+-N转化为NO3--N，增大Cl-浓度能够降低NO3--N的转化率[10]。当前，电化学氧化NH4+-N的研究主要集中在反应条件优化，但对于NO3--N的系统研究的报道较少。掺硼金刚石（BDD）电极是一种电流效率高、电化学性能优良、污染物去除效果好的阳极材料，在电化学氧化技术领域受到青睐，是一种具有广阔应用前途的电极材料[11-12]。本文以BDD电极为阳极开展电化学氧化垃圾渗滤液试验，主要研究电流密度、初始pH以及电极面积/处理水量（A/V值）对NO3--N生成量的影响，并建立NO3--N累积速率与上述操作因素的数学关系式。1材料与方法1.1试验装置电化学氧化装置由圆柱形有机玻璃管制成，有收稿日期：2018-05-07基金项目：本文系贵州大学引进人才科研项目（项目编号：贵大人基合字（2015）18号）的阶段性研究成果之一。作者简介：盛贵尚（1986-），男，山东菏泽人，博士研究生，讲师，研究方向：水体污染控制理论与技术。中国资源综合利用第7期-32-试验研究效容积1L；BDD电极、不锈钢板分别作为阳极和阴极，电极有效面积为29.25cm2，极板间距10mm。试验装置如图1所示。电化学氧化试